【質問】中学(理科):ふりこの問題で、途中でくぎが打ってあるものなのですが、物体をはなした位置と同じ高さまで上がりますか?

〔質問〕
ふりこの問題で、途中でくぎが打ってあるものなのですが、物体をはなした位置と同じ高さまで上がりますか?
〔回答〕
「くぎがある」ことにより、糸が途中で折れ曲がったとしても、おもりをはなした位置と同じ高さまで上がります。
「力学的エネルギーが保存されるため」です。
くぎがあるふりこ

〔補足〕
「おもりをはなした瞬間」は、速度がないため、運動エネルギーは0です。
つまり、位置エネルギーのみを持っています。
このときの位置エネルギーの大きさが、「力学的エネルギーの大きさ」となります。
この力学的エネルギーが保存されて運動するため、同じ高さまで上がる必要があるのです。

なお、この位置エネルギーの大きさは、〔物体にかかる重力〕×〔基準面からの高さ〕で求めることができます。
(こちらについては、高校の物理の範囲ですので、求め方を覚える必要はありません)

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

 
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